第七講ADC與DAC1

1、1第七講 ADC與DAC2SPCE061A的功能體現(xiàn)得最重要的是其語(yǔ)音功能；而對(duì)語(yǔ)音的支持，除了其處理能力外，還有片內(nèi)集成的ADC、DAC；特別是集成有AGC電路的MIC通道。38通道10位模-數(shù)轉(zhuǎn)換器。 7個(gè)通道（Line_IN）用于將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào), 可以直接通過(guò)引線(IOA06)輸入。 一個(gè)通道只作為語(yǔ)音輸入通道，通過(guò)內(nèi)置有自動(dòng)增益控制放大器的麥克風(fēng)通道(MIC_IN)輸入。4由數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0和逐次逼近寄存器SAR組成逐次逼近式模-數(shù)轉(zhuǎn)換器。硬件ADC的最高速率限定為(Fosc/32/16)Hz。 Fosc(Hz)20.48M24.576M32.768M40.96M49.

2、152MAD轉(zhuǎn)換速率40KHz48KHz64KHz80KHz96KHz5ADC控制寄存器P_ADC_Ctrl( 讀/寫)($7015 H)DAC控制寄存器P_DAC_Ctrl( 寫($702AH )ADC_LATCH 的第 3、4位DAR0b15:610位DAC0SARCOMPSHE( 采樣 /保持 )RDY-自動(dòng)ADEP_ADC( 讀)($7014H )采樣 /保持0:MIC_IN1:LINE_INOPOOPIAGCAGCEAGC_CtrlMICVMICVrefAGC_IN(P_ADC_Ctrl ( 寫)的第 0位)(P_ADC_Ctrl ( 讀)的第 15位)b2: AGCEb0: ADE

3、IOA06P_ADC_MUX_Ctrl (702BH)的b0b26ADC控制寄存器P_ADC_Ctrl(讀/寫)($7015H)DAC控制寄存器P_DAC_Ctrl(寫($702AH)ADC_LATCH的第3、4位DAR0b15:610位DAC0SARCOMPSHE(采樣/保持)RDY-自動(dòng)ADEP_ADC(讀)($7014H)采樣/保持0:MIC_IN1:LINE_INOPOOPIAGCAGCEAGC_CtrlMICVMICVrefAGC_IN(P_ADC_Ctrl (寫)的第0位)(P_ADC_Ctrl (讀)的第15位)b2: AGCEb0: ADEIOA06P_ADC_MUX_Ctrl

4、 (702BH)的b0b2啟動(dòng)自動(dòng)方式 RDY=0SAR = 10 0000 0000BDAC0輸出Vdac0與Vin逐次比較比較結(jié)束，RDY=1結(jié)果存入結(jié)果寄存器等待讀取結(jié)果寄存器7P_ADC(P_ADC(讀讀/ /寫寫)(7014)(7014H)H) 該單元儲(chǔ)存MIC輸入的A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。P_ADC_Ctrl(P_ADC_Ctrl(讀讀/ /寫寫)(7015)(7015H)H) 為ADC的控制端口b15b16b5b0DAR0讀寫- b15 b149 b8 b7 b6 b53 b2 b1 b0RDY(R)-V2REFB (W)VEXTREF (W)DAC_OUT (W)-AGCE(W)MI

5、C_EN (W)ADE(W)8b15只用于MIC_IN通道輸入9P_ADC_MUX_Ctrl (P_ADC_MUX_Ctrl (讀讀/ /寫寫)(702)(702BH)BH) ADCADC多通道（多通道（Line_INLine_IN）控制是通過(guò)對(duì)控制是通過(guò)對(duì)P_ADC_MUX_Ctrl(702BH)P_ADC_MUX_Ctrl(702BH)單元編程實(shí)現(xiàn)單元編程實(shí)現(xiàn)的。的。10b15只用于Line_in7:1通道輸入一般情況下，該位總為0。以下情況除外：由于MIC_IN的優(yōu)先級(jí)高于AD LINE_IN，所以在LIN_IN AD轉(zhuǎn)換過(guò)程里又有MIC_IN時(shí)，若AD切換到MIC輸入，原LINE_IN

6、的數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，此時(shí)FAIL被置為1。 MIC AD完成之后，該位被清為0。11P_ADC_MUX_Data(讀) (702CH) P_ADC_MUX_Data單元用于讀出LINE_IN7:110位ADC轉(zhuǎn)換的數(shù)字?jǐn)?shù) b15b6 b5b0ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果-12ADC直流電氣項(xiàng)目項(xiàng)目符號(hào)最小值典型值最大值單位ADC分辨率RESO1010bitADC信噪比SNR50dBADC積分非線性INL4LSBADC差分非線性DNL0.5LSBADC轉(zhuǎn)換率Fconv96KHz電源電流 Vdd=3VIADC3.4mA功耗 Vdd=3VPADC10.2mW1314CextRextCopi f upper 3db

7、f lower 3dbgain0.22uf 5.1K0476.6KHz107Hz43db0.22uf 5.1K5000pf31.9KHz107Hz43db0.22uf 5.1K10000pf15.0KHz107Hz43db0.22uf 5.1K15000pf9.8KHz107Hz43db0.22uf 5.1K20000pf7.3KHz107Hz43db0.22uf 5.1K30000pf4.8KHz107Hz43db0.22uf 5.1K40000pf3.5KHz107Hz43db0.22uf 5.1K50000pf2.8KHz107Hz43db0.10uf 5.1K0476.6KHz107H

8、z43db15信號(hào)輸入電壓范圍 AVSS-0.3VAVDD+0.3V測(cè)量電壓范圍 VEXTREF 0：使用默認(rèn)基準(zhǔn)電壓 0AVDD VEXTREF 1：使用外部基準(zhǔn)電壓 0VEXTREF16輸入端口 IOA6:0，用到的相應(yīng)設(shè)為懸浮輸入方式。模擬地 與IOA低八位地共用一個(gè)接地點(diǎn)。17例1：通過(guò)改變LINE_IN端口的模擬電壓來(lái)改變IOB口輸出的數(shù)據(jù)，采用自動(dòng)方式即定時(shí)器A溢出執(zhí)行ADC轉(zhuǎn)換，可以通過(guò)發(fā)光二極管的點(diǎn)亮了解轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)值。18程序中斷流程圖：寄存器組入棧保護(hù)讀寄存器P_ADC_MUX_CTRL將讀出的值送B口并用LED顯示判斷是否轉(zhuǎn)換完畢清中斷標(biāo)志寄存器組出棧中斷返回YN19202

9、1兩路10DAC（DAC1、DAC2） AUD1和AUD2管腳輸出 電流型DAC 03mA Vdd = 3.3V 02mA Vdd = 3.3V22R101K+C21100uDACVDDHVSSSPHAVSS2C23224C26104SPLC20104J12PHONEJACK123R91K132+-U2SPY003054612837DACC25104J3Speaker12J2CON3123SPKL1SPKL1VD D D ACVSSD ACC 17104R 92.4KR 41K132J14D A C 1213Q 18050D A C 11123J10C O N 3D A C 1V SSA232

10、4P_DAC1(P_DAC1(讀讀/ /寫寫)(7017)(7017H)H) 該單元為一個(gè)帶該單元為一個(gè)帶1010位緩存器位緩存器( (DAR1)DAR1)的的1010位位D/A D/A 轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換單元( (DAC1)DAC1)。用于向用于向DAR1DAR1寫寫入或從其中讀出入或從其中讀出1010位數(shù)據(jù)。位數(shù)據(jù)。 b15b6 b5b0DAC1數(shù)據(jù)（讀/寫）-25P_DAC2(P_DAC2(讀讀/ /寫寫)(7016)(7016H) H) P_DAC2( P_DAC2(寫寫) )：通過(guò)此單元直接寫入：通過(guò)此單元直接寫入1010位位數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)到1010位緩存器位緩存器DAR2DAR2，來(lái)鎖存來(lái)鎖

11、存DAC2DAC2的的輸入數(shù)字量值輸入數(shù)字量值( (無(wú)符號(hào)數(shù)無(wú)符號(hào)數(shù)) )。 P_DAC2( P_DAC2(讀讀) )：從：從DAR2DAR2內(nèi)讀出內(nèi)讀出1010位數(shù)據(jù)。位數(shù)據(jù)。 b15b6 b5b0DAC2數(shù)據(jù)(讀/寫)-26P_DAC_Ctrl(P_DAC_Ctrl(寫寫) (702) (702AH) AH) DAC音頻輸出方式的控制單元。第58位用于選擇DAC輸出方式下的數(shù)據(jù)鎖存方式；第3、4位用來(lái)控制A/D轉(zhuǎn)換方式。第1位總為 0 用于雙DAC音頻輸出。 27b8b7b6b5b4b3DAC1_Latch(寫) DAC2_Latch(寫) AD_Latch(寫) 00：直接將DAR1內(nèi)數(shù)

12、據(jù)鎖存到DAC1內(nèi)(缺省設(shè)置)01：通過(guò)TimerA溢出將DAR1 內(nèi)的數(shù)據(jù)鎖存到DAC1內(nèi)10：通過(guò)TimerB溢出將DAR1內(nèi)的數(shù)據(jù)鎖存到DAC1內(nèi)11：通過(guò)TimerA或TimerB的溢 出將DAR1內(nèi)的數(shù)據(jù)鎖存到DAC1內(nèi) 00：直接將DAR2內(nèi)的數(shù)據(jù)鎖存到DAC2內(nèi)(缺省設(shè)置)01：通過(guò)TimerA溢出將DAR2內(nèi)的數(shù)據(jù)鎖存到DAC2內(nèi)10：通過(guò)TimerB溢出將DAR2內(nèi)的數(shù)據(jù)鎖存到DAC2內(nèi)11：通過(guò)TimerA或TimerB的溢出將DAR2內(nèi)的數(shù)據(jù)鎖存到DAC2內(nèi) 00：通過(guò)讀P_ADC觸發(fā)ADC自動(dòng)轉(zhuǎn)換(缺省設(shè)置)01：通過(guò)TimerA溢出觸發(fā)A/D轉(zhuǎn)換10：通過(guò)TimerB

13、溢出觸發(fā)A/D轉(zhuǎn)換11：通過(guò)TimerATimerB的溢出觸發(fā)A/D轉(zhuǎn)換 28例1：采用直接方式，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)一個(gè)鋸齒波，同時(shí)也可以聽(tīng)到AUD1和AUD2兩端的揚(yáng)聲器有持續(xù)間斷的聲音。關(guān)中斷，設(shè)置控制字P_DAC_Ctrl,R3=0 x0040R1中的數(shù)據(jù)輸出開(kāi)始調(diào)用延時(shí)子程序R1+=R32930例：采用自動(dòng)方式即定時(shí)器A溢出執(zhí)行ADC轉(zhuǎn)換，通過(guò)A/D將MIC_IN輸入的語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)D/A的兩個(gè)通道AUD1和AUD2播放。31程序：3233例：電壓信號(hào)從 IOA0輸入，參考電壓為3.3V。每調(diào)用一次子函數(shù)AD()，將得到一個(gè)AD轉(zhuǎn)換的值。例子中調(diào)用AD()共16次，取平均值作為AD轉(zhuǎn)換的結(jié)果。用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。3435